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一種電容式觸摸面板及顯示器.pdf

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一種 電容 觸摸 面板 顯示器
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摘要
申請專利號:

CN201310425971.6

申請日:

2013.09.18

公開號:

CN103677465A

公開日:

2014.03.26

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G06F 3/044申請日:20130918|||公開
IPC分類號: G06F3/044 主分類號: G06F3/044
申請人: 上海天馬微電子有限公司
發明人: 周星耀; 姚綺君
地址: 201201 上海市浦東新區匯慶路888、889號
優先權: 2012.09.19 CN 201210350298.X
專利代理機構: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237 代理人: 鄭瑋
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310425971.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.02.22|||2014.04.23|||2014.03.26

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種電容式觸控面板及顯示器,所述電容式觸控面板,包括基板以及形成在基板內側的黑矩陣,所述黑矩陣設有多個透光區域;在透光方向上,所述黑矩陣的多個透光區域內對應設置有多個彩色單元;還包括至少一層透明導電層,所述透明導電層用于形成觸控結構,所述透明導電層包括多條刻縫;在透光方向上,所述透明導電層的刻縫都和同一種顏色的彩色單元重疊。本發明提供的電容式觸控面板及顯示裝置,提高了穿透率一致性,實現刻縫隱藏,避免刻縫圖像顯示,提高顯示效果。

權利要求書

權利要求書
1.  一種電容式觸控面板,包括:
基板;
形成在所述基板內側的黑矩陣,所述黑矩陣設有多個透光區域;在透光方向上,多個彩色單元設置于所述黑矩陣的多個透光區域;
至少一層透明導電層,所述透明導電層包括刻縫;在透光方向上,所述透明導電層的刻縫或者多層透明導電層之間的刻縫和同一種顏色的彩色單元重疊。

2.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述透明導電層位于所述基板的外側或者位于所述基板的內側。

3.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,在透光方向上,所述透明導電層設置在黑矩陣的下方。

4.  如權利要求3所述的電容式觸控面板,其特征在于,在透光方向上,所述透明導電層的刻縫的橫向部分或者橫向的刻縫和所述黑矩陣不透光區域重疊,所述刻縫的縱向部分或者縱向的刻縫和同一顏色的色阻重疊。

5.  如權利要求4所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述橫向上的黑矩陣不透光區域的線寬為24.5μm~26.5μm。

6.  如權利要求4所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述透明導電層的刻縫的橫向部分或者橫向的刻縫的線寬為所述橫向上的黑矩陣不透光區域的線寬的0.1至0.9倍。

7.  如權利要求6所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述透明導電層的刻縫的橫向部分或者橫向的刻縫的線寬為3μm~22μm。

8.  如權利要求4所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述透明導電層縱向刻縫線寬最小為一個彩色單元的寬度,最大為一個彩色單元的寬度加上縱向上的黑矩陣不透光區域的線寬。

9.  如權利要求8所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述縱向上的黑矩陣不透光區域的線寬為7.0μm~8.0μm。

10.  如權利要求8所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述透明導電層縱向刻縫線寬為33.5μm~38.5μm。

11.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,還包括金屬網格層,所述金屬網格層和所述透明導電層電連接。

12.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,包括兩層透明導電層,為第一透明導電層和第二透明導電層,在透光方向上,所述第一透明導電層和第二透明導電層之間的刻縫都和同一種顏色的彩色單元重疊。

13.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,在透光方向上,和同一種顏色的彩色單元對應的透明導電層處均設置有刻縫。

14.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述刻縫內填充有透明非導電物質。

15.  如權利要求1所述的電容式觸控面板,其特征在于,所述彩色單元包括綠色單元,在透光方向上,所述透明導電層的刻縫和綠色單元不重疊設置。

16.  一種電容式觸控顯示裝置,其特征在于,包括:
觸控面板,其中所述觸控面板為權利要求1至15中任一項的所述電容式觸摸面板;
與所述觸控面板相對設置的陣列基板;以及
設置于所述觸控面板及所述陣列基板之間的顯示層。

說明書

說明書一種電容式觸摸面板及顯示器
技術領域
本發明涉及觸摸顯示技術領域,尤其涉及一種電容式觸摸面板及觸控顯示器。
背景技術
內嵌在液晶顯示器(LCD)內部的觸摸屏因為可以和彩色濾光片(CF)基板集成在一起,有效的減少了整個顯示裝置的厚度及簡化工藝,因而很受廠商歡迎。如圖1和圖2所示,內嵌式觸摸屏包括CF基板10、黑矩陣11、觸摸層(包括金屬網格121、透明導電層122、第一絕緣層123和金屬跨橋124)、色阻(R、G、B)13、第二絕緣層14、薄膜晶體管基板(TFT基板)20、TFT基板20上的電路電極21以及液晶層30。黑矩陣11位于CF基板10上,黑矩陣(BM)11上設置有若干可透光區域,與TFT基板20上的。觸摸層12上設置有驅動線和感應線,驅動線和感應線縱橫交錯設置,手指觸摸在驅動線和感應線的交點處時產生觸控信號。色阻13位于觸摸層12上且覆蓋黑矩陣11的可透光區域,第二絕緣層14位于色阻13上。
如圖2所示,上述結構的內嵌式觸摸屏,由于觸摸層的驅動走線和觸控走線由金屬網格121和透明導電層122組成,其中金屬網格121可以通過設計被BM遮擋至不可見,而透明導電層122圖形的刻縫可能會被人眼觀察到,這是由于透明導電層122圖形的刻縫開在了像素的所在區域(即可透光區域)。由于光透過有透明導電層122處和無透明導電層122處穿透率不一,導致人眼能覺察。而且對于不同波長,穿透率不一(圖3),故R、G、B三色畫面看到透明導電層122刻縫明顯程度還不一。
發明內容
本發明的目的在于提供一種電容式觸控面板及顯示裝置,將透明導電層的刻縫設置在合理位置,實現均一的透過率,提高顯示效果。
為解決上述問題,本發明提供一種電容式觸控面板,包括基板以及形成在基板內側的黑矩陣,所述黑矩陣設有多個透光區域;在透光方向上,所述黑矩陣的多個透光區域內對應設置有多個彩色單元;還包括至少一層透明導電層,所述透明導電層包括刻縫;所述透明導電層的刻縫或者多層透明導電層之間的刻縫都和同一種顏色的彩色單元重疊。
本發明還提供一種電容式觸控顯示裝置,包括上述的電容式觸控面板。
本發明提供的電容式觸控面板及顯示裝置,提高了穿透率一致性,實現刻縫隱藏,避免刻縫圖像顯示,提高顯示效果。
附圖說明
圖1是現有技術中一種內置式電容觸摸顯示器的剖面結構示意圖;
圖2是現有技術中ITO作透明導電層時的內置式電容觸摸面板示意圖;
圖3是現有技術中ITO作透明導電層時的對各波長的光的透過率;
圖4為本發明實施例一提供的電容式觸控顯示裝置的截面示意圖;
圖5為透明導電層的結構示意圖;
圖6為圖5的部分放大示意圖;
圖7為實施例一中另一種實施方式的示意圖;
圖8為實施例二提供的電容式觸控顯示裝置的截面示意圖;
圖9為實施例二提供的觸控結構的示意圖;
圖10為圖9部分結構的放大示意圖;
圖11為實施例二的另一種實施方式的示意圖;
圖12為實施例三提供的提供的電容式觸控顯示裝置的截面圖;
圖13為實施例三的觸控結構的俯視圖;
圖14為實施例四提供的提供的電容式觸控顯示裝置的截面圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、特征更明顯易懂,下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明,然而,本發明可以用不同的形式實現,不應認為只是局限在所述的實施例。
實施例一
圖4為本發明實施例一提供的電容式觸控顯示裝置的截面示意圖。如圖所示,所述電容式觸控顯示裝置包括觸控面板10、陣列基板11和設置于觸控面板10及陣列基板11之間的顯示層13。其中,顯示層可以是液晶層、有機發光層或者其他材料。在實施例一中所述顯示層13以液晶層為舉例說明。所述陣列基板11朝向觸控面板10的內側設置有像素單元陣列(未示出)。
所述觸控面板10依次包括基板101、設置于基板101內側的黑矩陣102、透明導電層103、彩色單元層104。其中,所述黑矩陣102設有多個透光區域1021,所述彩色單元層104包括多種顏色的色阻,具體可以為R色阻、G色阻、B色阻、W色阻,其中在實施例一中以R色阻、G色阻、B色阻進行舉例說明,并且所述多種顏色的色阻按照一定排列規律覆蓋在所述黑矩陣102的透光區域1021內。具體地,在實施例一中,所述R色阻、G色阻、B色阻分別在列方向上排列成多列,在行方向上,所述R色阻、G色阻、B色阻交替排列。
所述透明導電層103用于形成觸控結構。在實施例一中,所述觸控結構為單層的互電容式的觸摸結構。具體的請參考圖5,圖5為透明導電層的結構示意圖,所述觸控結構包括多個驅動電極103a和多個感應電極103b,在驅動電極103a和感應電極103b之間形成的互電容用于檢測觸控動作。具體來說,驅動電極103a在工作區域19a內呈矩陣排列,感應電極103b設置于兩列驅動電極103a之間;驅動電極103a在外圍區域19b則分別連接到驅動信號。在工作區域19a內,每個驅動電極103a和感應電極103b以及中間的絕緣介質形成互電容,例 如圖5所示的電容C1和C2為在驅動電極103a分別和兩側相鄰的感應電極103b之間形成的互電容,當有觸控動作發生在電容C1的驅動電極103a和感應電極103b所在區域時,互電容的值將發生變化,觸控位置會被檢測出。
所述透明導電層103還包括多條刻縫103c,所述刻縫103c沿著縱向方向設置。因為驅動電極103a和感應電極103b由同一透明導電層103刻蝕形成的,所以需要在相鄰的電極之間設置刻縫103c使其相互絕緣。同時,所述驅動電極103a和感應電極103b都要通過走線和外部驅動信號連接,比如走線103d連接驅動電極103a至驅動信號,所述走線103d也是透明導電層刻蝕而成的,并且該走線103d要和其他走線及驅動電極或者感應電極絕緣,因此需要設置刻縫103e等使走線和其他部分相互絕緣。
接著請參考圖6,圖6為圖5的部分放大示意圖,圖6示出了所述透明導電層103和黑矩陣102、彩色單元層104的位置關系示意圖。如圖6所示,所述彩色單元層104包括R、G、B三種顏色的色阻,在橫向上依次排列R、G、B三種色阻,在縱向上排列同種顏色的色阻,即R、G、B三列彩色色阻依次排列并重復。在透光方向上,所述透明導電層103的刻縫103c、103e都和同一種顏色的色阻重疊,在實施例一中所述刻縫103c、103e都和R色阻重疊。因為B色阻和G色阻的全部色阻和刻縫都沒有重疊,因此B色阻和G色阻的區域的光穿透率都是均一的,和現有技術相比提高了顯示效果。
圖7為實施例一中另一種實施方式的示意圖,作為優選實施例,在驅動電極103a′和感應電極103b′所在區域,在透光方向上所有R色阻對應的透明導電層103′內均設置有刻縫103f。即在整個驅動電極103a′和感應電極103b′區域的內部R色阻的光透過率也和驅動電極和感應電極之間的光透過率一致,顯示效果更為均一。
進一步地,在除以上所述的其他位置,在透光方向上所有R色阻對應的透明導電層內均設置有刻縫,即整層的透明導電層和R色阻重疊的位置都設置有刻縫,所有R色阻的透過率也是一致的,因此整個顯示界面的透過率都一致, 解決了現有技術中因透明導電層帶來的透過率不一致的技術問題。
在其他實施方式中,所述透明導電層還可以設置在彩膜基板的外側,即為一種外掛式的電容式觸控顯示裝置,也可以到達同樣的技術效果。
請接著參考圖6,在實施例一中,在相鄰的驅動電極103a之間還設置有刻縫103g,所述刻縫103g沿著橫向方向設置,在透光方向上,所述刻縫103g和黑矩陣102的橫向部分重疊設置。通過以上技術手段將橫向的刻縫隱藏在黑矩陣102下方,實現橫向的刻縫隱藏,使顯示裝置的透過率一致,提高顯示效果。
在實施例一中,所述橫向黑矩陣102橫向部分的線寬為24.5μm~26.5μm。所述透明導電層103的橫向刻縫103g線寬可以設定為黑矩陣102橫向部分的線寬的0.1至0.9倍,也可以直接設定為3μm~22μm。
所述黑矩陣102縱向部分的線寬為7.0μm~8.0μm。所述透明導電層103縱向的刻縫103c和103e等,其線寬的最小值為一個彩色單元的寬度,其最大值為一個彩色單元的寬度加上兩側縱向上的黑矩陣102不透光區域的線寬,例如是33.5μm~38.5μm。
在實施例一中,所述彩色單元為彩色色阻,一般液晶顯示器需要和彩色濾光片組合使用才能形成彩色畫面。在其他實施方式中,所述彩色單元可以為有機發光顯示單元,所述有機發光顯示單元一般設置在陣列單元上。在透光方向上,將驅動電極和感應電極之間的刻縫、驅動電極或者感應電極內部的刻縫和同一色彩的有機發光顯示單元重疊設置也可以達到同樣的技術效果。
在實施例一中,所述透光導電層的材料為氧化銦錫。在其他實施方式中,所述透明導電層還可以為氧化銦鋅、碳納米管或鋁鈦共摻雜氧化鋅等材料。
實施例二
圖8為本發明實施例二提供的電容式觸控顯示裝置的截面示意圖。如圖所示,所述電容式觸控顯示裝置包括觸控面板20、陣列基板21和設置于觸控面板20及陣列基板21之間的顯示層23。在實施例二中所述顯示層23為液晶層。所 述陣列基板21朝向觸控面板20的內側設置有像素單元陣列。
所述觸控面板20依次包括基板201、設置于基板201內側的黑矩陣202、透明導電層203、絕緣層205、金屬跨橋層206、彩色單元層204。其中,所述所述黑矩陣202設有多個透光區域2021,所述彩色單元層204包括多種顏色的色阻。在透光方向上,所述多種顏色的色阻按照一定規律排列,并且和所述黑矩陣202的透光區域2021對應設置。
所述透明導電層203、絕緣層205、金屬跨橋層206用于形成觸控結構。在實施例二中,所述觸控結構為雙層的互電容式的觸摸結構。具體的請參考圖9,所述觸控結構包括多個呈菱形的驅動電極203a和多個感應電極203b,并且所述驅動電極203a和感應電極203b均為透明導電層203刻蝕而成。其中,所述多個驅動電極203a在行方向上通過位于透明導電層203的第一跨橋2031相互連接在一起形成多條驅動線2032,所述多個感應電極203b在列方向上通過位于金屬跨橋層206的第一跨橋2033連接成多條感應線2034。
驅動電極203a和感應電極203b之間設置有刻縫203c使其彼此絕緣。接著請參考圖10,圖10為圖9部分結構的放大示意圖,并且圖10示出了所述透明導電層203、黑矩陣202、彩色單元層204的位置關系示意圖。所述彩色單元層204包括R、G、B三種顏色的色阻,在橫向上依次排列R、G、B三種色阻,在縱向上排列同種顏色的色阻依次排列并重復。
在透光方向上,所述透明導電層203的刻縫203c的橫向部分和所述黑矩陣202的不透光區域重疊,因此刻縫203c的橫向部分不可見,不影響顯示效果。所述刻縫203c的縱向部分刻縫都和R顏色的色阻重疊,B色阻和G色阻因為均未與任何刻縫有重疊,因此B色阻和G色阻顯示區域的透過率一致,相比于現有技術提高了顯示效果。
進一步的,在驅動電極和感應電極所在區域,在透光方向,上所有R色阻對應的透明導電層內均設置有刻縫。即在整個驅動電極和感應電極區域的內部其光透過率也和驅動電極和感應電極之間的光透過率一致,顯示效果更為均一。
更進一步地,在除以上所述驅動電極內部、感應電極內部、驅動電極和感應電極之間的位置以外,在透光方向上,所有R色阻對應的透明導電層內均設置有刻縫,即整層的透明導電層和R色阻重疊的位置都設置有刻縫,所有R色阻的透過率也是一致的,因此整個顯示界面的透過率都一致,解決了現有技術中因透明導電層帶來的透過率不一致的技術問題。
優選的,在透光方向上,透明導電層的刻縫和G色阻不重疊設置。因為人眼的綠色是最為敏感的,因此相比于B色阻和R色阻,G色阻具有更高的透過率,如果設置G色阻和刻縫進行重疊的話,那么就需要B色阻、R色阻和透明導電層的非刻縫區域重疊,會降低B色阻、R色阻的透過率。但是如果將G色阻和透明導電層的非刻縫區域重疊,對G色阻的穿透率沒有明顯的影響。
在實施例二中,相鄰的驅動線2032之間,或者相鄰的感應線2034之間,還設置有啞電極,所述啞電極和驅動電極203a、感應電極203b之間因設置有刻縫而絕緣。所述啞電極內也設置有刻縫,在透光方向上,所述啞電極內的刻縫和R色阻重疊,所述啞電極的非刻縫區域和B色阻即G色阻重疊。
圖11為實施例二的另一種實施方式的示意圖,如圖11所示,在透明導電層203’和黑矩陣202′之間還設置有一金屬網格層207′,所述金屬網格層207′和所述透明導電層203′通過直接接觸電連接。所述金屬網格層207′也包括多個菱形電極,所述菱形電極的鏤空部分和彩色單元重疊,非鏤空部分和黑矩陣202′的不透光部分重疊,并且所述多個菱形電極分別與驅動電極和感應電極對應設置,即所述菱形電極的邊緣形狀和所述驅動電極、感應電極一致或者接近。實際上,在實施例二的另一種實施方式中,所述感應電極和驅動電極分別為雙層結構,包括一金屬網格層207′和一透明導電層203′。因為透明導電層203′的的材料一般為金屬氧化物,其電阻很大,設置一金屬網格層207′可降低觸控結構的電阻,以降低功耗。
在其他實施方式中,所述彩膜基板依次包括基板、設置于基板內側的黑矩陣、透明導電層、彩色單元層和金屬跨橋層。即相比于實施例二,在其他實施 方式中省去了絕緣層,而是使用彩色單元層作為透明導電層和金屬垮橋層之間的絕緣層,使器件的結構減薄,集成度更高。
實施例三
圖12示出了實施例三提供的提供的電容式觸控顯示裝置的截面圖,如圖所示所述電容式觸控顯示裝置包括觸控面板30、陣列基板31和設置于觸控面板30及陣列基板31之間的顯示層33。所述陣列基板33朝向觸控面板30的內側設置有像素單元陣列。
所述觸控面板30依次包括基板301、黑矩陣302、第一透明導電層303、絕緣層304、第二透明導電層305、彩色單元層306。其中黑矩陣302具有多個透光區域3021。所述彩色單元層304包括多種顏色的色阻,具體為R色阻、G色阻、B色阻,并且所述多種顏色的色阻按照一定排列規律覆蓋在所述黑矩陣302的透光區域3021內。具體地,在實施例三中,所述R色阻、G色阻、B色阻分別在列方向上排列成多列,在行方向上,所述R色阻、G色阻、B色阻交替排列。
圖13為實施例三的觸控結構的俯視圖,如圖13所示,第一透明導電層303包括多個驅動電極303a和第一跨橋303b,所述多個第一垮橋303b將所述多個驅動電極303a連接成多條在橫向方向上延伸的驅動線。第二透明導電層305包括多個感應電極305a和第二跨橋305b,所述多個第二跨橋305b將所述多個感應電極305a連接成多條在縱向方向上延伸的感應線。在透光方向上,所述驅動電極303a和感應電極305a之間的刻縫35都和R色阻重疊。
具體地,刻縫35的豎向部分都和R色阻重疊,刻縫35的橫向部分都和黑矩陣302的橫向部分重疊。雖然第一透明導電層303和第二透明導電層305不為同一層,但是在透光方向上,第一透明導電層303和第二透明導電層305的電極之間具有刻縫35,所述刻縫35的透過率和電極處的透過率不同。在透光方向上,將所述刻縫35的橫向部分用黑矩陣302進行遮擋,這刻縫35的橫向部 分將不會對顯示效果造成影響。在透光方向上,將刻縫35的縱向部分和R色阻進行重疊設置,則因全部的B色阻和G色阻在透光方向上和刻縫35沒有重疊,其透光率都是一致的,提高了顯示的均一性。
進一步的,在驅動電機303a、第一跨橋303b、感應電極305a和第二跨橋305b內,在透光方向上,所有R色阻對應的第一透明導電層303和第二透明導電層305內都設置有刻縫。更進一步在,除上所述的其他位置,在透光方向上,所有R色阻對應的第一透明導電層303和第二透明導電層305內也都設置有刻縫。整個顯示面內,所有R色阻對應的第一透明導電層和第二透明導電層305因都設置有刻縫,因此所有R色阻的透過率一致,顯示效果更為均一。
在其他實施方式中所述第一透明導電層和第二透明導電層分別位于彩膜基板和陣列基板的內側或者外側,只要在透光方向上將兩者之間的刻縫和同一顏色的彩色單元重疊也能達到同樣的技術效果。
實施例四
圖14為實施例四提供的提供的電容式觸控顯示裝置的截面圖,如圖14所示,所述電容式觸控顯示裝置包括觸控面板40、陣列基板42和設置于觸控面板40及陣列基板42之間的顯示層43。
所述觸控面板40依次包括基板401、設置于基板401內側的黑矩陣402、透明導電層403、彩色單元層404。其中,所述黑矩陣402內設置有多個透光區域4021,所述彩色單元層404包括多種顏色的色阻,具體為R色阻、G色阻、B色阻,并且所述多種顏色的色阻按照一定排列規律覆蓋在所述黑矩陣402的透光區域4021內。
所述透明導電層403包括多個驅動電極和多個感應電極,所述驅動電極和感應電極之間具有刻縫44。在透光方向上,所述刻縫44和同一顏色的彩色單元重疊,在實施例四中所述刻縫44和R色阻重疊設置。
和實施例一不同之處在于,在所述刻縫44內還設置有透明絕緣層。因為驅 動電極和感應電極之間設置有刻縫44,刻縫44處的R色阻的透過率和驅動電極或者感應電極對應的透明導電層403處的透過率將有不同。將刻縫44內填充透明絕緣層將會使刻縫44處的透過率和其他處的透過率一致或者接近,使人眼不易察覺透過率的不同,提高了顯示效果。
所述透明絕緣層的材料可以是氧化硅、氧化氮等,或者其他透明的絕緣材料,其光學性質和透明導電層403約接近越好。
顯然,本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。

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